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鲤鱼机器人是典型的水生动物机器人,而电生理刺激位点的准确性是决定能否成功控制其行为的关键因素,故脑立体定位技术是脑控机制研究领域中不可或缺的技术手段。传统鲤鱼脑立体定位不仅未对组织、核团直观显示,而且需严格限制鲤鱼尺寸与摆放姿态,定位效率低且精度差。 本研究主要内容包括:⑴鲤鱼颅脑图像可视化方面,在测鲤鱼脑组织、脑脊液以及脂肪T1、T2值并进行纵向比较时,发现脑组织T1值最长、T2值最短,故选T2WI序列成像;对比不同TR值图像质量时,发现TR为2500ms时,图像质量最优;对比不同直径钨丝、铜丝以及镍铬电极图像质量时,发现直径为0.25mm的钨丝电极在不影响图像质量前提下,可准确显示刺激位点;通过图像测量各脑组织面积与体积数据发现,鲤鱼的中脑面积与体积均大于其它脑组织。⑵鲤鱼颅脑立体定位方面,建立三种不同坐标系统,通过在鲤鱼颅骨处设计定位标记,将核磁扫描层与辅助坐标系平面结合,实现对颅脑内任意点进行准确定位;应用本文定位方法,对鲤鱼核团进行定位以及电刺激实验,并统计各组织左、上、右、下侧在空间定位坐标系的坐标值,为鲤鱼机器人颅脑研究提供重要位置参考。⑶对鲤鱼颅脑核磁图像进行图像插值与分割,利用图像插值评价指标比较不同插值算法图像,本文的三次小波分解后进行线性插值的插值方法插值效果最好;利用区域生长法对脑组织分割,实现颅骨与脑组织分离,为单独研究脑组织提供便利。⑷应用MC算法与Ray-Casting算法对鲤鱼颅脑进行表面重建与体绘制重建,获取了鲤鱼颅脑的结构特征与内部分布特征;应用VTK设计模式与基本控件,实现对重建后的三维实体进行任意剖面截取、任意面切割、三维实体上进行直线、曲面距离测量。通过将三维实体World坐标转为空间定位坐标,实现鼠标动态选取定位坐标的功能,丰富了鲤鱼机器人的定位手段。